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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf ein elektrohydraulisches
Zumessventil und insbesondere auf ein elektrohydraulisches Zumessventil
mit einer Flusssteuerung.
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Hintergrund
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Arbeitsmaschinen,
wie beispielsweise Bagger, Lader, Dozer, Motorgrader bzw. Straßenhobel und
andere Arten von schweren Maschinen verwenden eine oder mehrere
hydraulische Betätigungsvorrichtungen, um einen Vielzahl
von Aufgaben auszuführen. Diese Betätigungsvorrichtungen
sind strömungsmittelmäßig mit einer Pumpe
an der Arbeitsmaschine verbunden, die unter Druck gesetztes Strömungsmittel
zu Kammern in den Betätigungsvorrichtungen liefert. Eine
elektrohydraulische Ventilanordnung ist typischerweise strömungsmittelmäßig
zwischen der Pumpe und den Betätigungsvorrichtungen angeschlossen,
um eine Flussrate des unter Druck gesetzten Strömungsmittels
zu den Kammern der Betätigungsvorrichtungen hin und weg
von diesen zu steuern. Die Strömungsmittelflussrate in
die und aus den Kammern der Betätigungsvorrichtungen steht
direkt in Beziehung mit der Geschwindigkeit der Betätigungsvorrichtungen.
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Arbeitsmaschinenhydraulikschaltungen,
die strömungsmittelmäßig mehrere Betätigungsvorrichtungen
mit einer gemeinsamen Pumpe verbinden, können unerwünschte
Druckfluktuationen in den Schaltungen während des Betriebs
der Betätigungsvorrichtungen erfahren. Insbesondere kann
die Anwesenheit eines Strömungsmittels, welches zu einer Betätigungsvorrichtung
geliefert wird, in nicht wünschenswerter Weise ansprechend
darauf fluktuieren, dass eine andere Betätigungsvorrichtung
Strömungsmittel aus dem gleichen Hydraulikkreislauf verbraucht
oder dorthin ausstößt. Diese Druckfluktuationen
können inkonsistente und/oder unerwartete Betätigungsvorrichtungsbewegungen
verursachen, wenn die elektrohydraulische Ventilanordnung querschnitts-
bzw. bereichsgesteuert ist. Insbesondere um eine Betätigungsvorrichtung
mit einer gewünschten Geschwindigkeit zu bewegen, kann
ein Element der elektrohydraulischen Ventilanordnung bewegt werden,
um einen Strömungsmitteldurchlassweg auf einen speziellen Öffnungsquerschnitt
zu öffnen. Der spezielle Öffnungsquerschnitt basiert
auf einem angenommenen gelieferten Druck, der einer erwünschten
Flussrate und einer daraus resultierenden Betätigungsvorrichtungsgeschwindigkeit
entspricht. Wenn der Druck des zu der elektrohydraulischen Ventilanordnung
gelieferten Strömungsmittels von dem angenommenen Druck
abweicht, weichen die Flussrate und die daraus resultierende Geschwindigkeit
der Betätigungsvorrichtung proportional von der erwünschten
Flussrate und der erwünschten Geschwindigkeit ab.
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Ein
Verfahren zur Verbesserung der Steuerung der Flussrate des Strömungsmittels,
welches zu einer Betätigungsvorrichtung geliefert wird,
ist im
US-Patent Nr. 5 8787
647 (dem '647-Patent) beschrieben, welches an Wilke u.a.
am 9. März 1999 erteilt wurde. Das '647-Patent beschreibt
eine Hydraulikschaltung mit zwei Versorgungsventilen, einer Pumpe
mit variabler Verdrängung und einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung.
Die Versorgungsventile verbinden die Pumpe mit variabler Verdrängung entweder
mit einem Kopfende oder mit einem Stangenende der hydraulischen
Betätigungsvorrichtung, um eine Bewegung der hydraulischen
Betätigungsvorrichtung zu bewirken. Jedes dieser Versorgungsventile
enthält einen Druckkompensationsmechanismus, der den Druck
am Auslass der Versorgungsventile abfühlt und dem größten
von diesen Drücken zu einem Steuereingang der Pumpe mit
variabler Verdrängung liefert, um den Betrieb der Pumpe
mit variabler Verdrängung zu beeinflussen. Der Betrieb
der Pumpe mit variabler Verdrängung kann beeinflusst werden,
um zu bewirken, dass der Druckabfall an jedem der Versorgungsventile
ungefähr konstant ist, wodurch der gelieferte Druck und
die daraus resultierende Flussrate des Strömungsmittels
durch jedes der Elektromagnetventile näher an den angenommenen
Druck und die erwünschte Flussrate gebracht werden.
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Obwohl
die in dem '647-Patent beschriebenen Druckkompensationsmechanismen
Druckfluktuationen in der Hydraulikschaltung verringern können, können
sie langsam ansprechen, teuer sein und die Unzuverlässigkeit
der Hydraulikschaltung steigern. Insbesondere wirken die Druckkompensationsmechanismen
des '647-Patentes dahingehend, dass sie dem Druck des Strömungsmittels,
welches durch die Versorgungsventile geleitet wird, erst nach dem
Abfühlen eines unerwünschten Druckabfalls an den Versorgungsventilen
beeinflussen. Auch nachdem die Druckkompensationsmechanismen die
Pumpenleistung verändert haben, können zusätzlich
die Effekte der Veränderung nicht sofort verwirklicht werden.
Zu dem Zeitpunkt, wenn der unerwünschte Druckabfall eingestellt
worden ist, sodass er zu dem angenommenen Druckabfall passt, kann
die Flussrate des zu der Betätigungsvorrichtung gelieferten Strömungsmittels
schon von der erwünschten Flussrate für eine wesentliche
Zeitperiode abgewichen sein. Zusätzlich können
die hinzugefügten Komponenten der Druckkompensationsmechanismen
die Kosten und die Unzuverlässigkeit der Hydraulikschaltung
steigern.
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Das
offenbarte Zumessventil ist darauf gerichtet, eines oder mehrere
der oben dargelegten Probleme zu überwinden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß einem
Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf ein Zumessventil gerichtet.
Das Zumessventil weist einen Ventilkörper mit einem Einlass
und einem Auslass auf. Das Zumessventil hat auch ein Hauptsitzelement,
welches in dem Ventilkörper zwischen dem Einlass und dem
Auslass angeordnet ist. Das Hauptsitzelement hat ein Nasenende und
ein Kammerende und ist zwischen einer Flussdurchlassposition, in
der Strömungsmittel vom Einlass zum Auslass fließt,
und einer Flussblockierungsposition bewegbar, in der ein Strömungsmittelfluss zwischen
dem Einlass und dem Auslass abgeblockt ist. Das Zumessventil hat
auch ein Pilot- bzw. Vorsteuerelement, welches bewegbar ist, um
selektiv das Kammerende des Hauptsitzelementes mit einem Ablauf
zu verbinden, wodurch eine Bewegung des Hauptsitzelementes zwischen
der Flussdurchlassposition und der Flussblockierungsposition beeinflusst wird.
Das Zumessventil hat weiter einen Elektromagnetmechanismus, der
betreibbar ist, um das Vorsteuerelement zu bewegen. Die Position
des Vorsteuerelementes wird durch einen Strömungsmitteldruck
am Einlass beeinflusst.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt ist die vorliegende Offenbarung auf ein Verfahren
zum Betrieb eines Zumessventils gerichtet. Das Verfahren weist auf,
einen Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel zu
einem Hauptsitzelement des Zumessventils zu leiten. Das Verfahren
weist weiter auf, elektronisch ein Vorsteuerelement zu bewegen,
um hydraulisch das Hauptsitzelement zu einer vorbestimmten Position
zu bewegen und zu gestatten, dass das unter Druck gesetzte Strömungsmittel durch
das Zumessventil mit einer erwünschten Rate fließt.
Das Verfahren weist auch auf, automatisch hydraulisch die Position
des Kolbenelementes ansprechend auf einen Druck des Strömungsmittels
einzustellen, um die erwünschte Flussrate durch das Zumessventil
aufrechtzuerhalten.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Veranschaulichung einer Seitenansicht einer Arbeitsmaschine
gemäß einem beispielhaften offenbarten Ausführungsbeispiel;
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2 ist
eine schematische Veranschaulichung einer beispielhaften offenbarten
Hydraulikschaltung für die Arbeitsmaschine der 1;
und
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3 ist
eine Querschnittsdarstellung eines beispielhaften offenbarten Ventils
für die Hydraulikschaltung der 2.
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Detaillierte Beschreibung
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1 veranschaulicht
eine beispielhafte Arbeitsmaschine 10. Die Arbeitsmaschine 10 kann
eine mobile Maschine verkörpern, die eine gewisse Art eines
Betriebs ausführt, der mit einem Industriezweig assoziiert
ist, wie beispielsweise mit Bergbau, Bau, Ackerbau, Transport, oder
mit irgendeinem anderen in der Technik bekannten Industriezweig.
Beispielsweise kann die Arbeitsmaschine 10 eine Erdbewegungsmaschine
sein, wie beispielsweise ein Bagger, ein Dozer, ein Lader, ein Baggerlader,
ein Motorgrader bzw. Straßenhobel, ein Kipplastwagen oder
irgendeine andere Erdbewegungsmaschine. Die Arbeitsmaschine 10 kann
auch eine feste Maschine verkörpern, wie beispielsweise
einen Generatorsatz, eine Pumpe oder irgendeine andere einen geeigneten
Betrieb ausführende Arbeitsmaschine. Die Arbeitsmaschine 10 kann
weiter einen Rahmen 12, mindestens ein Werkzeug 14 und
einen Hydraulikzylinder 16 aufweisen, der das Arbeitswerkzeug 14 mit dem
Rahmen 12 verbindet. Es wird in Betracht gezogen, dass
der Hydraulikzylin der 16 weggelassen werden kann, falls
erwünscht, und dass alternativ ein Hydraulikmotor vorgesehen
sein könnte.
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Der
Rahmen 12 kann eine strukturelle Einheit aufweisen, welche
die Bewegung der Arbeitsmaschine 10 stützt. Der
Rahmen 12 kann beispielsweise einen stationären
Basisrahmen aufweisen, der eine (nicht gezeigte) Leistungsquelle
mit einer Traktions- bzw. Antriebsvorrichtung 18 verbindet,
ein bewegbares Rahmenglied eines Verbindungs- bzw. Gelenksystems
oder irgendeinen anderen in der Technik bekannten Rahmen.
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Das
Arbeitswerkzeug 14 kann eine Vorrichtung verkörpern,
die bei der Ausführung einer Aufgabe verwendet wird. Beispielsweise
kann das Arbeitswerkzeug 14 ein Schild, eine Schaufel,
eine Frontschaufel, eine Reißvorrichtung, ein Kippbett,
eine Vortriebs- bzw. Antriebsvorrichtung oder irgendeine andere
in der Technik bekannte eine Aufgabe ausführende Vorrichtung
aufweisen. Das Arbeitswerkzeug 14 kann mit dem Rahmen 12 über
ein direktes Schwenklager 20, über ein Verbindungs-
bzw. Gelenksystem, wobei der Hydraulikzylinder 16 ein Glied in
dem Verbindungssystem bildet, oder in irgendeiner anderen geeigneten
Weise verbunden sein. Das Arbeitswerkzeug 14 kann konfiguriert
sein, um relativ zum Rahmen 12 zu schwenken, zu drehen,
zu gleiten, zu schwingen oder sich in irgendeiner anderen in der
Technik bekannten Weise zu bewegen.
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Wie
in 2 veranschaulicht, kann der Hydraulikzylinder 16 eine
von verschiedenen Komponenten in einem Hydrauliksystem 22 sein,
welche zusammenarbeiten, um das Arbeitswerkzeug 14 zu bewegen.
Das Hydrauliksystem 22 kann einen Tank 24, eine
Quelle 26 für unter Druck gesetztes Strömungsmittel,
ein Kopfenden-Druckbegrenzungsventil 28, ein Kopfenden-Nachfüllventil 30,
ein Stangenenden-Druckbegrenzungsventil 32, ein Stangenenden-Nachfüllventil 34,
ein Kopfenden-Ablaufventil 36, ein Stangenenden-Ablaufventil 38,
ein Kopfenden-Flussversorgungsventil 40 und ein Stangenenden-Flussversorgungsventil 42 aufweisen.
Es wird in Betracht gezogen, dass das Hydrauliksystem 22 zusätzliche
und/oder andere Komponenten aufweisen könnte, wie beispielsweise
einen Drucksensor, einen Temperatursensor, einen Positionssensor,
eine Steuervorrich tung, einen Akkumulator und andere in der Technik
bekannte Hydrauliksystemkomponenten.
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Der
Hydraulikzylinder 16 kann ein Zylinderrohr 46 und
eine Kolbenanordnung 48 aufweisen, die in dem Zylinderrohr 46 angeordnet
ist. Das Zylinderrohr 46 oder die Kolbenanordnung 48 können schwenkbar
mit dem Rahmen 12 verbunden sein, während das
andere Teil, d. h. das Zylinderrohr 46 oder die Kolbenanordnung 48,
schwenkbar mit dem Arbeitswerkzeug 14 verbunden sein kann.
Es wird in Betracht gezogen, dass das Rohr 46 und/oder
die Kolbenanordnung 48 alternativ entweder mit dem Rahmen 12 oder
dem Arbeitswerkzeug 14 fest verbunden sein können.
Der Hydraulikzylinder 16 kann eine erste Kammer 50 und
eine zweite Kammer 52 aufweisen, die durch die Kolbenanordnung 48 getrennt
sind. Die ersten und zweiten Kammern 50, 52 können
selektiv mit einem unter Druck gesetztem Strömungsmittel
durch die Quelle 26 versorgt werden und strömungsmittelmäßig
mit dem Tank 24 verbunden sein, um zu bewirken, dass die
Kolbenanordnung 48 sich in dem Rohr 46 verschiebt,
wodurch die effektive Länge des Hydraulikzylinders 16 verändert wird.
Das Ausfahren und Zurückziehen des Hydraulikzylinders 16 kann
dahingehend wirken, dass es bei der Bewegung des Arbeitswerkzeuges 14 hilft.
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Die
Kolbenanordnung 48 kann einen Kolben 54 aufweisen,
der axial mit dem Zylinderrohr 46 ausgerichtet ist und
darin angeordnet ist, und eine Kolbenstange 56, die mit
dem Rahmen 12 oder dem Arbeitswerkzeug 14 zu verbinden
ist (siehe 1). Der Kolben 54 kann
eine erste Hydraulikfläche 58 und einer zweite
Hydraulikflache 59 gegenüberliegend zur ersten
Hydraulikfläche 58 aufweisen. Eine Unausgeglichenheit
der Kraft, die durch den Strömungsmitteldruck auf den ersten
und zweiten Hydraulikflächen 58, 59 verursacht
wird, kann eine Bewegung der Kolbenanordnung 48 innerhalb
des Zylinderrohrs 46 zur Folge haben. Beispielsweise kann
eine Kraft auf der ersten Hydraulikfläche 58,
die größer als eine Kraft auf der zweiten Hydraulikfläche 59 ist,
bewirken, dass die Kolbenanordnung 48 sich verschiebt,
sodass die effektive Länge des Hydraulikzylinders 16 zunimmt.
Wenn eine Kraft auf der zweiten Hydraulikfläche 59 größer
als eine Kraft auf der ersten Hydraulikfläche 58 ist,
kann sich in ähnlicher Weise die Kolbenanordnung 48 in
dem Zylinderrohr 46 zurückziehen, um die effektive
Länge des Hydraulikzy linders 16 zu verringern.
Ein (nicht gezeigtes) Dichtungsglied, wie beispielsweise ein O-Ring,
kann mit dem Kolben 54 verbunden sein, um einen Strömungsmittelfluss
zwischen einer Innenwand des Zylinderrohrs 46 und einer äußeren
zylindrischen Oberfläche des Kolbens 54 zu verhindern.
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Der
Tank 24 kann ein Reservoir bilden, welches konfiguriert
ist, um eine Strömungsmittelversorgung zu enthalten. Das
Strömungsmittel kann beispielsweise ein extra dafür
vorgesehenes Hydrauliköl, ein Motorschmieröl,
ein Getriebeschmieröl oder irgendein anderes in der Technik
bekanntes Strömungsmittel aufweisen. Ein oder mehrere Hydrauliksysteme
in der Arbeitsmaschine 10 können Strömungsmittel
vom Tank 24 abziehen und dorthin zurückleiten.
Es wird auch in Betracht gezogen, dass das Hydrauliksystem 22 mit
mehreren getrennten Strömungsmitteltanks verbunden sein
kann.
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Die
Quelle 26 kann konfiguriert sein, um Strömungsmittel
vom Tank 24 abzuziehen und einen Fluss von unter Druck
gesetztem Strömungsmittel zu erzeugen, welches durch das
Hydrauliksystem 22 geleitet wird. Die Quelle 26 kann
eine Pumpe verkörpern, wie beispielsweise eine Pumpe mit
variabler Verdrängung, eine Pumpe mit fester Verdrängung oder
irgendeine andere Quelle für unter Druck gesetztes Strömungsmittel,
die in der Technik bekannt ist. Die Quelle 26 kann antreibbar
mit einer (nicht gezeigten) Leistungsquelle der Arbeitsmaschine 10 verbunden
sein, beispielsweise durch eine (nicht gezeigte) Gegenwelle bzw.
Zwischenwelle, durch einen (nicht gezeigten) Riemen, durch eine
(nicht gezeigte) elektrische Schaltung oder in irgendeiner anderen geeigneten
Weise. Die Quelle 26 kann extra dafür vorgesehen
sein, um unter Druck gesetztes Strömungsmittel nur zum
Hydrauliksystem 22 zu liefern, oder sie kann alternativ
unter Druck gesetztes Strömungsmittel zu zusätzlichen
Hydrauliksystemen 55 in der Arbeitsmaschine 10 liefern.
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Das
Kopfenden-Druckbegrenzungsventil 28 kann strömungsmittelmäßig
die erste Kammer 50 mit dem Tank 24 durch einen
Strömungsmitteldurchlassweg 60 verbinden, um Druck
aus dem Hydrauliksystem 22 abzulassen. Insbesondere kann
das Kopfenden-Druckbegrenzungsventil 28 ein Ventilelement aufweisen,
welches zu einer geschlossenen Position oder Strömungsmittelblockierungsposition
hin federvorgespannt ist, und zu einer offenen Position oder Strömungsmitteldurchlassposition
ansprechend darauf bewegbar ist, dass ein Druck in dem Strömungsmitteldurchlassweg 60 einen
vorbestimmten Druck überschreitet. Auf diese Weise kann
das Kopfenden-Druckbegrenzungsventil 28 konfiguriert sein,
um eine Druckspitze in dem Hydrauliksystem 22 zu verringern,
die durch äußere Kräfte verursacht wird,
die auf das Arbeitswerkzeug 14 und den Kolben 54 wirken.
Es wird in Betracht gezogen, dass das Kopfenden-Druckbegrenzungsventil 28 weggelassen
werden könnte, falls erwünscht.
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Das
Kopfenden-Nachfüllventil 30 kann konfiguriert
sein, um zu gestatten, dass Strömungsmittel aus dem Tank 24 zur
ersten Kammer 50 ansprechend auf einen Strömungsmitteldruck
fließt. Insbesondere kann das Kopfenden-Nachfüllventil 30 ein Ventilelement
aufweisen, welches von einer geschlossenen Position oder Strömungsmittelblockierungsposition
zu einer offenen Position oder Strömungsmitteldurchlassposition
bewegbar ist, um Strömungsmittel aus dem Tank 24 in
die erste Kammer 50 ansprechend darauf einzulassen, dass
ein Strömungsmitteldruck in dem Strömungsmitteldurchlassweg 60 unter
einen Druck des Strömungsmittels in dem Tank 24 abfällt.
Auf diese Weise kann das Kopfenden-Nachfüllventil 30 einen
Druckabfall in dem Hydrauliksystem 22 verringern, der durch äußere
Kräfte verursacht wird, die auf das Arbeitswerkzeug 14 und den
Kolben 54 wirken. Es wird in Betracht gezogen, dass das
Kopfenden-Nachfüllventil 30 weggelassen werden
kann, falls erwünscht.
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Das
Stangeenden-Druckbegrenzungsventil 32 kann strömungsmittelmäßig
die zweite Kammer 52 mit dem Tank 24 durch einen
Strömungsmitteldurchlassweg 62 verbinden, um Druck
aus dem Hydrauliksystem 22 abzulassen. Insbesondere kann das
Stangenenden-Druckbegrenzungsventil 32 ein Ventilelement
aufweisen, welches zu einer geschlossenen Position oder Strömungsmittelblockierungsposition
hin federvorgespannt ist, und welches zu einer offenen Position
oder Strömungsmitteldurchlassposition ansprechend darauf
bewegbar ist, dass ein Druck in dem Strömungsmitteldurchlassweg 62 einen
vorbestimmten Druck überschreitet. Auf diese Weise kann
das Stangenenden-Druckbegrenzungsventil 32 konfiguriert
sein, um eine Druckspitze innerhalb des Hydrauliksystems 22 zu
verringern, die durch äußere Kräfte verursacht
wird, die auf das Arbeitswerkzeug 14 und den Kolben 54 wirken.
Es wird in Betracht gezogen, dass das Stangenenden-Druckbegrenzungsventil 32 weggelassen
werden kann, falls erwünscht.
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Das
Stangenenden-Nachfüllventil 34 kann konfiguriert
sein, um zu gestatten, dass Strömungsmittel aus dem Tank 24 in
die zweite Kammer 52 ansprechend auf einen Strömungsmitteldruck
fließt.
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Insbesondere
kann das Stangenenden-Nachfüllventil 34 ein Ventilelement
aufweisen, welches von einer geschlossenen Position oder Strömungsmittelblockierungsposition
zu einer offenen Position oder Strömungsmitteldurchlassposition
bewegbar ist, um Strömungsmittel aus dem Tank 24 in die
zweite Kammer 52 ansprechend darauf einzulassen, dass ein
Strömungsmitteldruck innerhalb des Strömungsmitteldurchlassweges 62 unter
einen Druck des Strömungsmittels in dem Tank 24 abfällt. Auf
diese Weise kann das Stangenenden-Nachfüllventil 30 einen
Druckabfall in dem Hydrauliksystem 22 verringern, der durch äußere
Kräfte verursacht wird, die auf das Arbeitswerkzeug 14 und
den Kolben 54 wirken. Es wird in Betracht gezogen, dass
das Stangenenden-Nachfüllventil 34 weggelassen
werden kann, falls erwünscht.
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Die
Kopfenden- und Stangenenden-Ablauf- und -Versorgungsventile 36–42 können
strömungsmittelmäßig verbunden sein.
Insbesondere können die Kopfenden- und Stangenenden-Ablaufventile 36, 38 parallel
mit einem gemeinsamen Ablaufdurchlassweg 64 verbunden sein.
Die Kopfenden- und Stangenenden-Flussversorgungsventile 40, 42 können
parallel mit einem stromaufwärts gelegenen gemeinsamen
Strömungsmitteldurchlassweg 66 verbunden sein.
Die Kopfenden-Flussversorgungs- und Ablaufventile 36, 40 können
parallel zum Strömungsmitteldurchlassweg 60 angeschlossen
sein. Die Stangenenden-Ablauf- und -Versorgungsventile 38, 42 können
parallel zum Strömungsmitteldurchlass 62 angeschlossen
sein.
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Das
Kopfenden-Ablaufventil 36 kann zwischen der ersten Kammer 50 und
dem Tank 24 angeordnet sein und kann konfiguriert sein,
um einen Fluss des unter Druck gesetzten Strömungsmittels von
der ersten Kammer 50 zum Tank 24 zu regeln. Insbesondere
kann das Kopfenden-Ablaufventil 36 einen proportionalen federvorgespannten
Ventilmechanismus aufweisen, der elektromagnetbetätigt
ist, um sich zwischen einer ersten Position, in der Strömungsmittel
aus der ersten Kammer 50 fließen kann, und einer
zweiten Position zu bewegen, in der Strömungsmittel dagegen
abgeblockt wird, aus der ersten Kammer 50 heraus zu fließen.
Es wird auch in Betracht gezogen, dass das Kopfenden-Ablaufventil 36 alternativ
hydraulisch betätigt, mechanisch betätigt, pneumatisch
betätigt oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise betätigt
sein kann.
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Das
Stangenenden-Ablaufventil 38 kann zwischen der zweiten
Kammer 52 und dem Tank 24 angeordnet sein und
kann konfiguriert sein, um einen Fluss des unter Druck gesetzten
Strömungsmittels aus der zweiten Kammer 52 zum
Tank 24 zu regeln. Insbesondere kann das Stangenenden-Ablaufventil 38 einen
proportionalen federvorgespannten Ventilmechanismus aufweisen, der
elektromagnetbetätigt ist, um sich zwischen einer ersten
Position, in der Strömungsmittel aus der zweiten Kammer 52 fließen kann,
und einer zweiten Position zu bewegen, in der Strömungsmittel
dagegen abgeblockt wird, aus der zweiten Kammer 52 zu fließen.
Es wird auch in Betracht gezogen, dass das Stangenenden-Ablaufventil 38 alternativ
hydraulisch betätigt, mechanisch betätigt, pneumatisch
betätigt oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise betätigt
sein kann.
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Das
Kopfenden-Flussversorgungsventil 40 kann zwischen der Quelle 26 und
der ersten Kammer 50 angeordnet sein und Komponenten aufweisen, die
zusammenarbeiten, um einen Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel
von der Quelle 26 zur ersten Kammer 50 zu regeln.
Insbesondere, wie in 3 veranschaulicht, kann das
Kopfenden-Flussversorgungsventil 40 einen Ventilkörper 68,
ein Adapterelement 70, einen Elektromagnetmechanismus 72,
ein Pilot- bzw. Vorsteuerelement 74, ein Hauptsitzelement 76 und
eine Vielzahl von Vorspannfedern 78, 80 und 82 aufweisen.
Es wird in Betracht gezogen, dass die Vorspannung von einer der Federn 78 und 80 verringert
oder vollständig weggelassen werden kann, falls erwünscht.
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Der
Ventilkörper 68 kann eine mittlere Bohrung 84,
einen Einlassanschluss 86 und einen Auslassanschluss 88 aufweisen.
Ein Ring 90 kann die mittlere Bohrung 84, den
Einlassanschluss 86 und den Auslassanschluss 88 verbinden.
Es wird in Be tracht gezogen, dass der Ventilkörper 68 extra
dafür vorgesehen sein kann, um das Kopfenden-Flussversorgungsventil 40 aufzunehmen
oder dass er zusätzlich das Kopfenden-Ablaufventil 36 und/oder
das Stangenenden-Ablaufventil 38 und/oder das Stangenenden-Flussversorgungsventil 42 aufnehmen
kann.
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Das
Adapterelement 70 kann in der mittleren Bohrung 84 angeordnet
sein und konfiguriert sein, um den Elektromagnetmechanismus 72 und
das Pilot- bzw. Vorsteuerelement 74 aufzunehmen. Insbesondere
kann das Adapterelement 70 eine mittlere Bohrung 91 aufweisen,
um den Elektromagnetmechanismus 72 aufzunehmen, und eine
Senkung 92, um das Vorsteuerelement 74 aufzunehmen.
Ein Verschluss 94 kann verschraubbar mit dem Adapterelement 70 in
Eingriff stehen, um ein Ende des Adapterelementes 70 abzudecken,
welches sich vom Ventilkörper 68 erstreckt. Es
wird in Betracht gezogen, dass eine oder mehrere (nicht gezeigte)
Dichtungsvorrichtungen, wie beispielsweise O-Ringe oder andere solche
Dichtungsvorrichtungen, in einer Nut 97 und einer Nut 99 des
Adapterelementes 70 angeordnet sein können, um
eine Leckage zwischen dem Ventilkörper 68 und
dem Adapterelement 70 bzw. zwischen dem Adapterelement 70 und
dem Hauptsitzelement 76 zu minimieren.
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Der
Elektromagnetmechanismus 72 kann in dem Adapterelement 70 angeordnet
sein und konfiguriert sein, um proportional das Vorsteuerelement 74 gegen
die Vorspannung der Federn 78 und 80 ansprechend
auf einen angelegten Strom zu bewegen. Insbesondere kann der Elektromagnetmechanismus 72 eine
Elektromagnetspule 98 und einen Anker 100 mit
einem Stift bzw. Bolzen 110 aufweisen, der verschraubbar
mit dem Vorsteuerelement 74 verbunden ist. Wenn ein Strom
an die Elektromagnetspule 98 angelegt wird, kann der Anker 100 gegen
die Vorspannung der Federn 78 und 80 zu der Elektromagnetspule 98 hin
gezogen werden. Die Größe des an die Elektromagnetspule 98 angelegten
Stroms kann die Kompression der Federn 78 und 80 bestimmen und
wiederum wie nahe der Anker 100 zur Elektromagnetspule 98 hin
gezogen wird. Der Stift 110 kann eine mittlere Bohrung 112 aufweisen,
um den Widerstand und die Erzeugung von unerwünschten Druckfluktuationen
im Kopfenden-Flussversorgungsventil 40 zu minimieren, wenn
der Anker 100 und der Stift 110 sich in dem Adapterelement 70 bewegen.
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Das
Vorsteuerelement 74 kann ein Ventil der Bauart ohne Leck
sein, welches verschiebbar in dem Adapterelement 70 angeordnet
ist, um einen Strömungsmitteldurchlassweg 114 zu öffnen
und zu schließen. Insbesondere kann das Vorsteuerelement 74 einen
Pilot- bzw. Vorsteuerschaft 116 aufweisen, der verschraubbar
mit einem Rückschlagelement 118 und mit dem Stift 110 verbunden
ist. Der Stift 110 kann in Verbindung mit dem Anker 100 und
dem Vorsteuerschaft 116 dahingehend wirken, dass er die
relative Position des Rückschlagelementes 118 in
dem Adapterelement 70 einstellt. Eine mittlere Bohrung 120 kann
sich durch sowohl den Vorsteuerschaft 116 als auch das
Rückschlagelement 118 erstrecken, um strömungsmittelmäßig
mit der mittleren Bohrung 112 in Verbindung zu kommen.
Der Vorsteuerschaft 116 kann eine äußere
Nut 121 aufweisen, die konfiguriert ist, um ein Dichtungselement
zu halten, wie beispielsweise einen O-Ring, um die Leckage des Strömungsmittels
zwischen dem Vorsteuerelement 74 und der Senkung 92 zu
minimieren. Das Rückschlagelement 118 kann eine
Oberfläche 122 aufweisen, die konfiguriert ist,
um mit einem Sitz 124 des Adapterelementes 70 in
Eingriff zu kommen, und eine Zumessöffnung 127,
die den Fluss des Strömungsmittels vom Einlassanschluss 86 zum
Strömungsmitteldurchlassweg 114 begrenzt. Die
Zumessöffnung 127 kann eine Durchmesserpassung,
ein Schlitz oder ein gebohrter Durchlass sein. Wenn die Oberfläche 122 und
der Sitz 124 in Eingriff sind, kann verhindert werden,
dass Strömungsmittel vom Einlassanschluss 86 zum
Strömungsmitteldurchlassweg 114 über
die Zumessöffnung 127 fließt. Wenn der
Elektromagnetmechanismus 72 erregt wird, um den Anker 100 und
den Stift 110 zur Elektromagnetspule 98 hin zu
ziehen, können die Oberfläche 122 und
der Sitz 124 voneinander weg bewegt werden, wodurch strömungsmittelmäßig
der Einlassanschluss 86 und der Strömungsmitteldurchlassweg 114 über
die Zumessöffnung 127 verbunden werden. Der Strömungsmitteldurchlassweg 114 kann
in Strömungsmittelverbindung mit dem Auslassanschluss 88 sein.
Es wird in Betracht gezogen, dass der Vorsteuerschaft 116 und das
Rückschlagelement 118 alternativ eine einzige integrale
Komponente verkörpern könnten, falls erwünscht.
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Kräfte,
die auf einer oder mehreren Hydraulikflächen 125a,
b des Rückschlagelementes 118 erzeugt werden,
können eine Bewegung des Vorsteuerelementes 74 beeinflussen.
Die Kraftfläche der hydraulischen Oberfläche 125a kann
die Differenz der durch den Gleitdurchmesser bei oder nahe der Zumessöffnung 127 ge bildeten
Fläche und der Fläche sein, die durch den Kontakt
der Pilot- bzw. Vorsteuerfläche 122 mit dem Sitz 124 gebildet
wird. Und die Kraftfläche der Hydraulikfläche 125b kann
die Differenz der durch den Gleitdurchmesser bei oder nahe der Zumessöffnung 127 gebildeten
Fläche und der Fläche mit bewegbarem bzw. veränderlichen
Durchmesser sein, die am Stift 110 oder am gegenüberliegenden
Ende des Stiftes 110 ausgeformt ist. Die zwei beschriebenen
Kraftflächen der Hydraulikflächen 125a und 125b können
nahezu gleich sein. Wenn Strömungsmittel aus dem Einlassanschluss 86 durch die
Zumessöffnung 127 zum Strömungsmitteldurchlassweg 114 fließt,
kann der Druck des Strömungsmittels, der auf die Hydraulikflächen 125a,
b wirkt, der Kraft helfen oder entgegenwirken, die durch den Elektromagnetmechanismus 72 am
Pilot- bzw. Vorsteuerelement 74 aufgeprägt wird,
um das Rückschlagelement 118 zu bewegen. Wenn
beispielsweise der Versorgungsdruck des Strömungsmittels
aus dem Einlassanschluss 86, der auf die Hydraulikfläche 125b wirkt,
zunimmt, können die Oberfläche 122 und
der Sitz 124 zueinander hin bewegt werden, wodurch der
Fluss des Strömungsmittels durch den Strömungsmitteldurchlassweg 114 eingeschränkt wird.
Wenn im Gegensatz dazu der Druck des Strömungsmittels,
welches auf die Hydraulikfläche 125b wirkt, abnimmt,
kann das Strömungsmittel, welches auf die Hydraulikfläche 125a wirkt,
die Oberfläche 122 des Rückschlagelementes 118 weg
vom Sitz 124 bewegen, wodurch die Beschränkung
des durch den Strömungsmitteldurchlass 114 fließenden
Strömungsmittels verringert wird.
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Das
Hauptsitzelement 76 kann ein Ventil der Bauart ohne Leck
sein, welches konfiguriert ist, um selektiv einen Strömungsmittelfluss
vom Einlassanschluss 86 zum Auslassanschluss 88 zu
gestatten. Insbesondere kann eine Oberfläche 128 des
Hauptsitzelementes 76 so gelegen sein, dass sie mit einem Sitz 130 des
Ventilkörpers 68 in Eingriff kommt. Wenn die Oberfläche 128 und
der Sitz 130 in Eingriff sind, kann ein Strömungsmittelfluss
vom Einlassanschluss 86 zum Auslassanschluss 88 verhindert
werden. Wenn im Gegensatz dazu die Oberfläche 128 und der
Sitz 130 voneinander entfernt sind, kann Strömungsmittel
vom Einlassanschluss 86 zum Auslassanschluss 88 fließen.
Die Fläche bzw. der Querschnitt zwischen der Oberfläche 128 und
dem Sitz 130 in Verbindung mit dem Druck an einem Nasenende 76a des
Hauptsitzelementes 76 kann eine Flussrate des Strömungsmittels
vom Einlassanschluss 86 zum Auslassanschluss 88 bestimmen.
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Die
Oberfläche 128 kann selektiv mit dem Sitz 130 ansprechend
auf die Bewegung des Vorsteuerelementes 74 in Eingriff
und außer Eingriff kommen. Insbesondere kann das Hauptsitzelement 76 zusammen
mit dem Ventilkörper 68, dem Adapterelement 70 und
dem Vorsteuerelement 74 eine Steuerkammer 126 bilden.
Eine Kraft, die durch Strömungsmittel erzeugt wird, welches
auf das Nasenende 76a des Hauptsitzelementes 76 wirkt,
kann einer Kraft entgegenwirken, die durch Strömungsmittel
in der Steuerkammer 126 erzeugt wird, welches auf das Kammerende 76b des
Hauptsitzelementes 76 wirkt, und einer Kraft, die durch
die Kompression der Vorspannfedern 80 und 82 erzeugt
wird. Um das Hauptsitzelement 76 zu öffnen, kann
die Oberfläche 122 weg vom Sitz 124 bewegt
werden, um Strömungsmittel aus der Steuerkammer 126 abzuleiten.
Wenn Strömungsmittel aus der Steuerkammer 126 abgeleitet
wird, kann Strömungsmittel, welches auf das Nasenende 76a des
Hauptsitzelementes 76 wirkt, die Kraft überwinden,
die von den Vorspannfedern 80 und 82 erzeugt wird,
um das Hauptsitzelement 76 zum Vorsteuerelement 74 zu
bewegen. Um das Hauptsitzelement 76 zu schließen,
kann der Elektromagnetmechanismus 72 entregt werden, um
zu gestatten, dass die Vorspannfedern 80 und 82 das
Pilot- bzw. Vorsteuerelement 74 in die Strömungsmittelblockierungsposition
zurückbringen (beispielsweise wo die Oberfläche 122 mit
dem Sitz 124 in Eingriff kommt). Wenn das Vorsteuerelement 74 in
der Strömungsmittelblockierungsposition ist, kann sich
Druck in der Steuerkammer 126 aufbauen, der dahingehend
wirkt, dass er das Hauptsitzelement 76 schließt (beispielsweise
um die Oberfläche 128 in Eingriff mit dem Sitz 130 zu
bewegen).
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Fluktuationen
im Versorgungsdruck am Einlassanschluss 86 können
die Bewegung des Hauptsitzelementes 76 beeinflussen. Insbesondere
kann, wie oben beschrieben, eine Steigerung des Versorgungsdruckes
vom Einlassanschluss 86 eine Bewegung des Vorsteuerelementes 74 bewirken,
welches den Fluss des Strömungsmittels durch den Strömungsmitteldurchlassweg
begrenzt. Während eine Verringerung des Versorgungsdruckes
eine Bewegung des Vorsteuerelementes 74 verursachen kann, welches
die Begrenzung des Strömungsmittelflusses durch den Strömungsmitteldurchlassweg 114 verringert.
Eine Vergrößerung der Einschränkung durch den
Durchlassweg 114 kann eine Vergrößerung
des Druckes in der Steuerkammer 126 zur Folge haben, was
gestattet, dass sich das Hauptsitzelement 76 aufgrund der
Vorspannung der Feder 82 und der Verschlussflusskräfte
zu einer Flussblockierungsposition bewegt (beispielsweise eine Bewegung
der Oberfläche 128 zum Sitz 130 hin),
wodurch im Wesentlichen die gleiche Flussrate des Strömungsmittels
vom Einlassanschluss 86 zum Auslassanschluss 88 während einer
Steigerung des Versorgungsdrucks aufrechterhalten wird. Eine Verringerung
der Einschränkung durch den Durchlassweg 114 kann
eine Verringerung des Druckes in der Steuerkammer 126 zur
Folge haben, was gestattet, dass sich das Hauptsitzelement aufgrund
der Vorspannung der Feder 82 und der Verschlussflusskräfte
zu einer Strömungsmitteldurchlassposition bewegt (beispielsweise
eine Bewegung der Oberfläche 128 weg vom Sitz 130),
wodurch im Wesentlichen die gleiche Flussrate des Strömungsmittels
vom Einlassanschluss 86 zum Auslassanschluss 88 während
einer Verringerung des Versorgungsdruckes aufrechterhalten wird.
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Das
Hauptsitzelement 76 kann mit einem Adapterelement 70 zur
Montage im Ventilkörper 68 als ein Kartuschen-
bzw. Patronenventil verbunden sein. In einem Beispiel kann das Hauptsitzelement 76 ein Stiftglied 132 aufweisen,
welches mit einem Steg 134 des Adapterelementes 70 nach
der Montage des Hauptsitzelementes 76 an dem Adapterelement 70 in Eingriff
kommt. In dieser Weise kann eine Unteranordnung erzeugt werden,
die aus dem Adapterelement 70, dem Vorsteuerelement 74,
dem Hauptsitzelement 76 und den Federn 78–82 besteht.
Ein Raum kann zwischen dem Stiftglied 132 und dem Adapterelement 70 nach
der Montage in dem Ventilkörper 68 aufrechterhalten
werden.
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Ein
Rückschlagventilelement 136 kann in einer mittleren
Bohrung 138 des Hauptsitzelementes 76 angeordnet
sein, um einen Fluss in einer Richtung vom Einlassanschluss 86 durch
das Hauptsitzelement 76 zu erleichtern. Es wird in Betracht
gezogen, dass das Rückschlagventilelement 136 weggelassen werden
kann, falls erwünscht. Es wird auch in Betracht gezogen,
dass wenn das Rückschlagventilelement 136 vorhanden
ist, das Dichtungselement, welches normalerweise in der äußeren
Nut 121 angeordnet ist, weggelassen werden kann, um die
Hysterese des Vorsteuerelementes zu verringern. Es wird weiter in
Betracht gezogen, dass eine (nicht gezeigte) einschränkende
Zumessöffnung anstelle des Rückschlagventilelementes 136 eingesetzt
werden kann, falls erwünscht. Wenn eine einschrän kende
Zumessöffnung in dem Stangenenden-Flussversorgungsventil 42 vorgesehen
ist, könnte das Ausmaß der Einschränkung
so eingestellt sein, dass das Stangenenden-Flussversorgungsventil 42 querschnitts-
oder flussgesteuert sein kann.
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Das
Stangenenden-Flussversorgungsventil 42 (siehe 2)
kann zwischen der Quelle 26 und der zweiten Kammer 52 angeordnet
sein und kann Komponenten aufweisen, die zusammenarbeiten, um den
Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel von der
Quelle 26 zur zweiten Kammer 52 zu regeln. Weil
die Komponenten und der Betrieb des Stangenenden-Flussversorgungsventils 42 im
Wesentlichen ähnlich sind wie beim Kopfenden-Flussversorgungsventil 40,
wird die Beschreibung des Stangenenden-Flussversorgungsventils 42 bei
dieser Offenbarung weggelassen.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Das
offenbarte Hydrauliksystem kann auf irgendeine Arbeitsmaschine anwendbar
sein, die eine Strömungsmittelbetätigungsvorrichtung
aufweist, wo eine präzise Steuerung von Drücken
und/oder Flüssen von zur Betätigungsvorrichtung
geliefertem Strömungsmittel erwünscht ist. Das
offenbarte Hydrauliksystem kann eine stark ansprechende Druckregelung
vorsehen, die eine konsistente vorhersagbare Leistung einer Betätigungsvorrichtung
in einer kostengünstigen einfachen Konfiguration zur Folge
hat. Der Betrieb des Hydrauliksystems 22 wird nun erklärt.
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Der
Hydraulikzylinder 16 kann durch Strömungsmitteldruck
ansprechend auf eine Bedienereingabe bewegbar sein. Strömungsmittel
kann durch die Quelle 26 unter Druck gesetzt werden und
zu den Kopfenden- und Stangenenden-Flussversorgungsventilen 40 und 42 geleitet
werden. Ansprechend auf eine Bedienereingabe um die Kolbenanordnung 48 relativ
zum Zylinderrohr 46 entweder auszufahren oder zurückzuziehen,
kann der Elektromagnetmechanismus 72 des entsprechenden
Kopfenden- und Stangenenden-Flussversorgungsventils 40, 42 erregt
werden, um den Anker 100 zur Elektromagnetspule 98 hin
zu ziehen. Wenn der Anker 100 zur Elektromagnetspule 98 hin
gezogen wird, kann das damit verbundene Vorsteuerelement 74 sich
bewegen, um die Oberfläche 122 um eine geeignete Größe
außer Eingriff vom Sitz 124 zu bewegen, um dadurch
die Steuerkammer 126 mit einer geeigneten Rate zu entleeren.
Wenn die Steuerkammer 126 entleert wird, kann eine Druckdifferenz
an dem Hauptsitzelement 76 erzeugt werden, welche die Vorspannung
der Federn 80 und 82 überwindet und bewirkt,
dass die Oberfläche 128 des Hauptsitzelementes 76 um
eine geeignete Größe vom Sitz 130 des
Ventilkörpers 68 außer Eingriff kommt,
wodurch der Einlassanschluss 86 strömungsmittelmäßig
mit dem Auslassanschluss 88 in Verbindung gebracht wird
und darauf folgend eine der ersten und zweiten Kammern 50, 52 mit
unter Druck gesetztem Strömungsmittel mit einer erwünschten
Geschwindigkeit bzw. Rate gefüllt wird.
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Die
Strommenge, die zum Elektromagnetmechanismus 72 geliefert
wird, kann auf einem angenommenen Druck des Strömungsmittels
in der Steuerkammer 126 und einer erwünschten
Flussrate des Strömungsmittels aus der Steuerkammer 126 basieren.
Insbesondere kann die Strommenge, die zur Elektromagnetspule 98 geleitet
wird, einer Kompression bzw. einem Druckweg der Federn 78 und 80 entsprechen,
was einen vorbestimmten Strömungsquerschnitt zwischen der
Oberfläche 122 und dem Sitz 124 zur Folge
hat. Der vorbestimmte Strömungsquerschnitt zwischen der
Fläche 122 und dem Sitz 124 kann eine
vorbestimmte Strömungsmittelflussrate aus der Steuerkammer 126 ermöglichen,
und die daraus folgende Druckdifferenz am Hauptsitzelement 76,
die einen vorbestimmten Strömungsquerschnitt zwischen der
Oberfläche 128 und dem Sitz 130 erzeugt.
In ähnlicher Weise kann der vorbestimmte Strömungsquerschnitt
zwischen der Oberfläche 128 und dem Sitz 130 eine
vorbestimmte Strömungsmittelflussrate vom Einlassanschluss 86 zum Auslassanschluss 88 erleichtern,
was die erwünschte Betätigungsgeschwindigkeit
des Hydraulikzylinders 16 zur Folge hat. Die Beziehung
zwischen dem angelegten Strom und der Kompression bzw. dem Druckweg
der Federn 78–82, der Fläche
der hydraulischen Oberflächen 125a, b, dem Strömungsquerschnitt
der Zumessöffnung 127 und den Hauptzumessflusskräften,
welche die erwünschten Strömungsquerschnitte zur
Folge hat, kann durch analytische Praxis, durch Labortests, durch
Feldtests und/oder durch andere in der Technik bekannte Verfahren
bestimmt werden.
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Die
Kopfenden- und Stangenenden-Flussversorgungsventile 40, 42 können
Situationen ausgleichen, in denen der Druck des Strömungsmittels, welches
zum Nasenende 76a geliefert wird, vom angenommenen Druck
abweicht. Insbesondere weil mehrere Betätigungsvorrichtungen
strömungsmittelmäßig mit der Quelle 26 verbunden
sein können, kann der Betrieb von einer der Betätigungsvorrichtungen
den Druck und den darauf folgenden Fluss des Strömungsmittels
beeinflussen, der zum Hydraulikzylinder 16 geleitet wird.
Falls sie nicht reguliert bleiben, könnten die Druckfluktuationen
eine inkonsistente und/oder unerwartete Bewegung des Hydraulikzylinders 16 und
des Arbeitswerkzeuges 14 zur Folge haben. Diese Einflüsse
können durch die Hydraulikflächen 125a,
b ausgeglichen werden, die dahingehend wirken, dass sie proportional
das Vorsteuerelement 74 ansprechend auf Strömungsmitteldrücke
in dem Hydrauliksystem 22 und die daraus resultierenden
Flusskräfte bewegen, welche auf die Oberfläche 128 wirken,
wodurch ein im Wesentlichen konstanter Strömungsmittelfluss
vom Einlassanschluss 86 zum Auslassanschluss 88 vorgesehen wird.
Wenn beispielsweise der am Einlassanschluss 86 gelieferte
Druck zunimmt, steigt genauso die an der hydraulischen Oberfläche 125b erzeugte
Kraft, um die Oberfläche 122 gegen den Zug des
Elektromagnetmechanismus 72 zum Sitz 124 hin zu
bewegen, wodurch der effektive Strömungsquerschnitt zwischen
der Oberfläche 122 und dem Sitz 124 verringert
wird. Diese vergrößerte Einschränkung
des Strömungsmittels, welches die Steuerkammer 126 verlässt,
kann den Druck des Strömungsmittels in der Steuerkammer 126 vergrößern,
der auf das Kammerende 76b wirkt, was einer Bewegung der
Oberfläche 128 zum Sitz 130 hin zur Folge
hat. Die Bewegung der Oberfläche 128 zum Sitz 130 hin
kann den effektiven Strömungsquerschnitt zwischen dem Einlassanschluss 86 und
dem Auslassanschluss 88 verringern, wodurch im Wesentlichen
die gleiche Flussrate vorgesehen wird, die vor der Steigerung des
Druckes bei dem größeren Strömungsquerschnitt
aufgetreten ist. Wenn im Gegensatz dazu der am Einlassanschluss 86 gelieferte
Druck abnimmt, kann die an der Hydraulikfläche 125b erzeugte
und dem Zug des Elektromagnetmechanismus 72 entgegenwirkende Kraft
genauso abnehmen, sodass die an der hydraulischen Oberfläche 125a erzeugte
Kraft dahingehend wirkt, dass sie die Oberfläche 122 weg
vom Sitz 124 bewegt. Diese verringerte Einschränkung
des Strömungsmittels, welches die Steuerkammer 126 verlässt,
kann den Druck des Strömungsmittels in der Steuerkammer 126 verringern,
der auf das Kammerende 76b wirkt, was eine Be wegung der
Oberfläche 128 weg vom Sitz 130 zur Folge
hat. Die Bewegung der Oberfläche 128 weg vom Sitz 130 kann
den effektiven Strömungsquerschnitt zwischen dem Einlassanschluss 86 und
dem Auslassanschluss 88 vergrößern, wodurch
im Wesentlichen die gleiche Flussrate vorgesehen wird, die bei dem
kleineren Strömungsquerschnitt vor der Verringerung des
Druckes aufgetreten ist.
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Es
wird dem Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen
und Variationen an dem offenbarten Zumessventil und der Hydraulikschaltung
vorgenommen werden können. Andere Ausführungsbeispiele
werden dem Fachmann aus einer Betrachtung der Beschreibung und einer
praktischen Ausführung des offenbarten Zumessventils und
der Hydraulikschaltung offensichtlich werden. Es wird beispielsweise
in Betracht gezogen, dass die Kopfenden- und Stangenenden-Ablaufventile 36, 38 (siehe 2)
im Wesentlichen bezüglich der Konstruktion und der Funktion ähnlich
den Kopfenden- und Stangenenden-Flussversorgungsventilen 40, 42 sein
können. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und
die Beispiele nur als beispielhaft angesehen werden, wobei ein wahrer
Umfang durch die folgenden Ansprüche und ihre äquivalenten
Ausführungen gezeigt wird.
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Zusammenfassung
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Elektrohydraulisches Zumessventil
mit integrierter Flusssteuerung
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Ein
Zumessventil für ein Hydrauliksystem einer Arbeitsmaschine
wird offenbart. Das Zumessventil hat einen Ventilkörper
mit einem Einlass und einem Auslass. Das Zumessventil hat auch ein
Hauptsitzelement, welches in dem Ventilkörper zwischen
dem Einlass und dem Auslass angeordnet ist. Das Hauptsitzelement
hat ein Nasenende und ein Kammerende und ist zwischen einer Flussdurchlassposition,
in der Strömungsmittel vom Einlass zum Auslass fließt,
und einer Flussblockierungsposition bewegbar, in der ein Strömungsmittelfluss
zwischen dem Einlass und dem Auslass blockiert ist. Das Zumessventil
hat auch ein Vorsteuerelement, welches betreibbar ist, um selektiv
das Kammerende des Hauptsitzelementes mit einem Ablauf zu verbinden,
wodurch eine Bewegung des Hauptsitzelementes zwischen den Flussdurchlass-
und den Flussblockierungspositionen beeinflusst wird. Das Zumessventil
hat weiter einen Elektromagnetmechanismus, der betreibbar ist, um
das Vorsteuerelement zu bewegen. Die Position des Vorsteuerelementes
wird durch einen Strömungsmitteldruck am Einlass beeinflusst.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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